高倍蘋果香精回填工作的初步探究

王曉東，許先猛，郭俊花，成少寧，張增帥

(運城職業(yè)技術(shù)學(xué)院有機食品工程系，山西運城 044000)

蘋果香精是濃縮蘋果汁生產(chǎn)過程中蒸發(fā)、冷凝、回收蘋果汁中揮發(fā)性及半揮發(fā)性物質(zhì)得到的副產(chǎn)品［1］。濃縮蘋果汁加工過程首先將蘋果破碎，壓榨，在對濁汁進行預(yù)濃縮時冷凝揮發(fā)出的香氣，從而回收得到蘋果香精［2］。

隨著分離檢測技術(shù)尤其是氣相色譜技術(shù)和氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外對蘋果香精的香氣成分進行了大量的研究［3－10］，發(fā)現(xiàn)蘋果品種和成熟度不同，蘋果揮發(fā)性成分不同，收集的蘋果香精風(fēng)味多樣。目前有研究表明，至少有300種揮發(fā)性成分已從各個品種的蘋果中鑒定出來［11］，這些成分有酯類、醇類、醛類、酮類、芳香烴類、脂肪酸、萜類和其他。通過感觀評價和定性檢測后，發(fā)現(xiàn)2-甲基丁酸乙酯、己醛、反-2-己烯醛都有濃郁的蘋果香味，并且反-2-己烯醛是消費者已習(xí)慣的蘋果清香氣味［12］，決定蘋果汁的芳香，香味強度和芳香物含量成正相關(guān)。

由于特有的自然香氣和無可替代的安全性，天然蘋果香精很受市場青睞。目前蘋果濃縮汁企業(yè)利用香精回收裝置已制得200倍蘋果香精，北方安德利還申請了相關(guān)專利。為減少儲藏、運輸成本，高濃度蘋果香精的需求越來越大，高倍濃縮香精是現(xiàn)在國際市場蘋果香精的主要銷售趨勢［13］。

蘋果汁制造商制成的各種產(chǎn)品中均比蘋果鮮汁中香氣含量小，其中以濃縮蘋果汁含量最少［14］，存在蘋果香氣含量不足現(xiàn)象。為此，筆者設(shè)計將分離出的高倍蘋果香精回填到濃縮蘋果汁中，以反-2-己烯醛含量為檢測指標，研究濃縮蘋果清汁對天然蘋果香精穩(wěn)定性有無影響，為香精回填工作提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原材料。濃縮蘋果清汁、高倍蘋果香精(反-2-己烯醛濃度1 573 mg/L)，陜西海升果業(yè)股份有限公司運城分公司。

1.1.2 主要試劑。反-2-己烯醛標準品，美國Sigma公司;正己烷(分析純)，天津基準化學(xué)試劑有限公司;蘋果酸(分析純)，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;純氦氣(純度≥99.999%)。

1.1.3 主要儀器。GC-2010氣相色譜儀，日本島津公司;HY-4調(diào)速振蕩器，金壇市富華儀器有限公司;GNP-9160隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海精宏實驗設(shè)備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 GC 分析方法。色譜柱型號 Rtx-WAX，30 m ×0.05 mm×0.25 μm;汽化室溫度230℃;檢測器溫度250℃;進樣方式為分流，分流比20;H2流量:40 ml/min，空氣流量400 ml/min;柱溫程序:初始溫度40℃，恒溫24 min后以10℃/min的速度升溫至200℃并保持2 min;進樣量為1 μl。

1.2.2 萃取時間的確定。20℃下配制濃度為3%(V/V)的加香濃縮蘋果汁，充分混勻后均分為5份，每份20 ml，各加入正己烷10 ml，在調(diào)速振蕩器上分別避光振蕩萃取0、15、60、90、300 min后取上層有機相過0.45 μm有機濾膜后進行GC分析，確定合理的萃取時間。

1.2.3 高倍香精穩(wěn)定性試驗。

1.2.3.1 濃縮果汁對香精穩(wěn)定性的影響。20℃下分別配制濃度為1%、3%和5%(V/V)的加香濃縮蘋果汁，充分混勻后密閉避光保存，定時取不同濃度的加香濃縮蘋果汁各20 ml，加入正己烷10 ml后在調(diào)速振蕩器上避光振蕩萃取90 min，取上層有機相過0.45 μm有機濾膜后進行GC分析。

1.2.3.2 純水對香精穩(wěn)定性的影響。20℃下分別配制濃度為1%、3%和5%(V/V)的香精水溶液，充分混勻后密閉避光保存，定時取不同濃度的香精水溶液各20 ml，加入正己烷10 ml后在調(diào)速振蕩器上避光振蕩萃取90 min，取上層有機相過0.45 μm有機濾膜后進行GC分析。

1.2.3.3 蘋果酸對香精穩(wěn)定性的影響。20℃下分別配制濃度為1%、3%和5%(V/V)的香精蘋果酸水溶液，充分混勻后密閉避光保存，定時取不同濃度的香精酸水溶液各20 ml，加入正己烷10 ml后在調(diào)速振蕩器上避光振蕩萃取90 min，取上層有機相過0.45 μm有機濾膜后進行GC分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 萃取時間的確定 天然蘋果香精中的大部分香氣成分如反-2-己烯醛等微溶或不溶于水，溶于乙醇等有機溶劑，所以選取與水極性相差很大，與水溶液能明顯分層的正己烷為香精成分的萃取劑。

由圖1可以得知，隨萃取時間延長，萃取液中反-2-己烯醛的濃度在逐漸上升，萃取15、60、90、300 min后萃取液中的反-2-己烯醛的濃度分別為 42.7、72.5、90.3 和 93.5 mg/L，考慮到萃取時間為90～300 min時，被萃取物在兩相之間達到平衡，反-2-己烯醛濃度提高不明顯，為節(jié)省時間，提高工作效率，選取90 min作為萃取時長。

2.2 高倍香精穩(wěn)定性試驗結(jié)果

2.2.1 濃縮果汁對高倍香精穩(wěn)定性的影響。定時對加香果汁中的香精成分進行萃取，結(jié)果如表1所示。由表1中可以看出，隨時間延長不同濃度的加香果汁中的反-2-己烯醛的濃度整體基本呈現(xiàn)下降趨勢，最初的10 h變化的幅度較大，在0 h不同濃度(1%、3%、5%)加香果汁萃取液中反-2-己烯醛濃度分別為28.6、96.2 和 154.1 mg/kg，10 h 后即下降為 20.3、65.2 和 93.1 mg/L。反-2-己烯醛濃度隨時間延長呈下降趨勢說明濃縮蘋果汁中有成分對香精中反-2-己烯醛的穩(wěn)定性存在影響。

表1 濃縮果汁對高倍香精穩(wěn)定性的影響

2.2.2 水對香精穩(wěn)定性影響。濃縮蘋果清汁的主要成分為可溶性糖(葡萄糖、果糖、蔗糖等)、水和少量有機酸，先考慮水對反-2-己烯醛穩(wěn)定性的影響。定時對加香水溶液中的香精成分進行萃取，結(jié)果如表2所示。由表2中可以看出，隨時間延長不同濃度的加香水溶液中的反-2-己烯醛的濃度變化不大，說明純水對反-2-己烯醛的穩(wěn)定性影響很小。

表2 水對高倍香精穩(wěn)定性影響

2.2.3 蘋果酸對香精穩(wěn)定性影響。定時對香精蘋果酸溶液中的香精成分進行萃取，結(jié)果如表3所示。由表3中可以看出，隨時間延長不同濃度的加香蘋果酸溶液中的反-2-己烯醛的濃度同樣整體基本呈下降趨勢，說明濃縮蘋果汁對香精穩(wěn)定性的影響很大程度上源于里面酸性成分的影響。分析原因可能與反-2-己烯醛特殊的結(jié)構(gòu)有關(guān)。如圖2所示，反-2-己烯醛屬于α，β-不飽和醛，由于碳碳雙鍵和碳氧雙鍵共軛，使得反-2-己烯醛與共軛二烯類似，可以與酸性物質(zhì)發(fā)生1，2-加成和1，4-親電加成，且一般只進行1，4-加成，其加成產(chǎn)物具有不穩(wěn)定的烯醇結(jié)構(gòu)，經(jīng)重排得到其他化合物［15］。而且與濃縮蘋果汁直接影響對比，單純的蘋果酸引起反-2-己烯醛的濃度變化更大，這可能與失去濃縮果汁中糖類物質(zhì)的保護，反-2-己烯醛直接與酸性物質(zhì)接觸有關(guān)。

表3 蘋果酸對高倍香精穩(wěn)定性的影響

3 結(jié)論與討論

確定了最佳的萃取時間，設(shè)計濃縮果汁對香精穩(wěn)定性影響試驗，結(jié)果顯示，隨時間延長不同濃度的加香果汁中的反-2-己烯醛的濃度整體基本呈下降趨勢。說明濃縮蘋果汁中有成分對香精中反-2-己烯醛的穩(wěn)定性存在影響。

設(shè)計水對反-2-己烯醛穩(wěn)定性的影響試驗，結(jié)果表明，隨時間延長不同濃度的加香水溶液中的反-2-己烯醛的濃度變化不大，說明純水對反-2-己烯醛的穩(wěn)定性影響很小。

設(shè)計蘋果酸對反-2-己烯醛穩(wěn)定性的影響試驗，結(jié)果表明，隨時間延長不同濃度的加香蘋果酸溶液中的反-2-己烯醛的濃度基本呈下降趨勢，說明濃縮蘋果汁對香精穩(wěn)定性的影響很大程度源于里面酸性成分的影響，可能與反-2-己烯醛自身的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

下一步將安排脫色脫酸濃縮蘋果汁的香精回填試驗。

［1］IVAREZ S，RIERA F A，IVAREZ R，et al.A new integrated membrane process for producing clarified apple juice and apple juice aroma concentrate［J］.Journal of food engineering，2000，46(2):109 －125.

［2］PEREIRA C C，RIBEIRO J C P，NOBREGA R，et al.Pervaporative recovery of volatile aroma compounds from fruit juices［J］.Journal of membrane science，2006，274(1/2):1 －23.

［3］FLATH R A，BLACK D R，GUADAGNI D G，et al.Identification and organoleptic evaluation of compounds in delicious apple essence［J］.Journal of agricultural and food chemistry，1967，15(1):29 －35.

［4］PUDIL F，VIDEN I，VELISEK J，et al.The volatile components of an industrial apple aroma concentrate［J］.Zeitschrift fur lebensmitteluntersuchung und-forschung A，1983，177(3):181 －185.

［5］魏玉梅，周圍，畢陽.頂空固相微萃取氣相色譜質(zhì)譜法分析花牛蘋果中的香氣成分［J］.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1999，42(4):135 －139.

［6］陳曉明，馬明輝，李景明，等.電子鼻在天然蘋果香精檢測中的應(yīng)用［J］.食品科學(xué)，2007，28(3):261－264.

［7］馬永昆，李祥波，蔣家奎.基于GC－MS和嗅聞儀聯(lián)用的天然蘋果香精關(guān)鍵香氣成分分析［J］.食品科學(xué)，2009，30(8):231－234.

［8］段亮亮，郭玉蓉，謝文佩，等.蘋果濃縮汁加工中香氣回收成分分析［J］.食品工業(yè)科技，2011，32(3):112 －115.

［9］劉穎平，任勇進.高倍濃縮天然蘋果香精質(zhì)量評價指標的測定與分析［J］.陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011(5):86 －88.

［10］段亮亮，郭玉蓉，池霞蔚，等.澳洲青蘋果實不同部位香氣成分差異分析［J］.食品科學(xué)，2010，31(18):262 －267.

［11］DIMICK P S，HOSKIN J C.Review of apple flavor-state of the art［J］.CRC critical reviews in food science and nutrition，1983，18:387 －409.

［12］朱國斌.食品風(fēng)味原理與技術(shù)［M］.北京:北京大學(xué)出版社，1996:139－145.

［13］左榮.天然蘋果香精檢測方法及品質(zhì)影響因素研究［D］.楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué)，2013.

［14］ELSS S，PRESTON C，APPEL M，et al.Influence of technological processing on apple aroma analysed by high resolution gas chromatographymass spectrometry and on-line gas chromatography-combustion/pyrolysisisotope ratio mass spectrometry［J］.Food chemistry，2006，98(2):269 －276.

［15］高鴻賓.有機化學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，2005:409－411.